JP2010106682A - Method for determining clogging life of fuel filter of internal combustion engine and internal combustion engine using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の燃料配管に設けた燃料フィルタの目詰まり寿命を下流側に配置した圧力センサの検出圧力により判定する内燃機関のフィルタの目詰まり寿命判定方法及びそれを用いる内燃機関に関する。 The present invention relates to a filter clogging life determination method for an internal combustion engine that determines the clogging life of a fuel filter provided in a fuel pipe of the internal combustion engine based on a pressure detected by a pressure sensor disposed downstream, and an internal combustion engine using the same.
ディーゼルエンジン等の内燃機関においては、燃料タンクから噴射ポンプに流れる燃料をろ過して、燃料内に混入している不純物を除去するために、図１に示すように、燃料通路１１の途中に燃料フィルタ１４を設けている。従来技術においては、この燃料フィルタは、使われ方や目詰まり状態に関わらず、走行距離や使用年数の経過を判断基準にして定期的に交換を行っていることが多い。そのため、市場の大部分の燃料フィルタは、目詰まり寿命に到達する前に交換されている。
In an internal combustion engine such as a diesel engine, the fuel flowing from the fuel tank to the injection pump is filtered to remove impurities mixed in the fuel, as shown in FIG. A
この内燃機関の燃料フィルタの目詰まり寿命の判定に関係して、燃料ポンプの上流側の燃料フィルタにおいて、上流側と下流側に燃料圧センサを設け、燃料フィルタの前後の圧力差が上限閾値より大きいときと下限閾値より小さいときに許容できない目詰まりが生じているとして、警報装置を作動させ、アイドル運転に移る内燃機関の燃料供給制御装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。 In relation to the determination of the clogging life of the fuel filter of the internal combustion engine, in the fuel filter upstream of the fuel pump, fuel pressure sensors are provided on the upstream side and the downstream side, and the pressure difference before and after the fuel filter is greater than the upper limit threshold value. There has been proposed a fuel supply control device for an internal combustion engine that activates an alarm device and shifts to an idle operation on the assumption that clogging is unacceptable when it is larger and smaller than a lower limit threshold (see, for example, Patent Document 1).
また、燃料フィルタ下流でかつ燃料ポンプの上流側の燃料経路の燃料圧力を検出し、所定の運転条件下で正常負圧範囲よりも低負圧又は高負圧であると警告して、フィルタエレメントの組み付け忘れや目の粗い非純正品のフィルタエレメントの組み付け又は目詰まりを検知する燃料フィルタ異常検知装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
一方、本発明者らは、燃料フィルタの目詰まり寿命に関する実験により、燃料フィルタの出口における圧力特性は、図２に示すような傾向にあることと、次のような、エンジンの運転領域が特定の領域にあるときには、燃料フィルタの下流側のフィルタ出口圧力Ｐｏは、エンジン回転数Ｎｅとポンプ吐出量Ｖｐにより変化するという知見を得た。 On the other hand, the present inventors have conducted an experiment on the clogging life of the fuel filter, and the pressure characteristics at the outlet of the fuel filter tend to be as shown in FIG. It was found that the filter outlet pressure Po on the downstream side of the fuel filter varies depending on the engine speed Ne and the pump discharge amount Vp.
つまり、図２に示すように、燃料ポンプの目詰まり寿命判定に関係するエンジンの運転領域は、フィルタ出口圧力Ｐｏとエンジン回転数Ｎｅの関係から、大きく分けて三つの第１〜第３の判定領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３に分けられる。そして、エンジン回転数Ｎｅが低い第１の判定領域Ｒ１では燃料フィルタが目詰まりしてもフィルタ出口圧力Ｐｏは変わらない。そのため、この第１の判定領域Ｒ１ではフィルタ出口圧力Ｐｏによる目詰まり寿命判定は困難となる。 That is, as shown in FIG. 2, the engine operating range related to the determination of the clogging life of the fuel pump is roughly divided into three first to third determinations based on the relationship between the filter outlet pressure Po and the engine speed Ne. Divided into regions R1, R2 and R3. In the first determination region R1 where the engine speed Ne is low, the filter outlet pressure Po does not change even if the fuel filter is clogged. Therefore, in the first determination region R1, it is difficult to determine the clogging life due to the filter outlet pressure Po.
また、第１の判定領域Ｒ１よりもエンジン回転数Ｎｅが高い第２の判定領域Ｒ２では、フィルタ出口圧力Ｐｏは、燃料ポンプの吐出量Ｖｐとエンジン回転数Ｎｅの影響を受けて特性が変化する。この第２の判定領域Ｒ２では、燃料フィルタが目詰まりした時には、燃料ポンプが無吐出（点線）であれば、エンジン回転数Ｎｅが高いほどフィルタ出口圧力Ｐｏが低下し、燃料ポンプが全吐出（実線）であれば、フィルタ出口圧力Ｐｏは低下しない。つまり、燃料ポンプの吐出量Ｖｐによりフィルタ出口圧力Ｐｏが大きく変動する。更に、第２の判定領域Ｒ２よりもエンジン回転数Ｎｅが高い第３の判定領域Ｒ３では、燃料ポンプの吐出量によるフィルタ出口圧力Ｐｏの変化は小さく、燃料フィルタの目詰まりの進行に従って、フィルタ出口圧力Ｐｏは低下する。 In the second determination region R2 where the engine speed Ne is higher than the first determination region R1, the characteristics of the filter outlet pressure Po change due to the influence of the discharge amount Vp of the fuel pump and the engine speed Ne. . In the second determination region R2, when the fuel filter is clogged and the fuel pump is not discharging (dotted line), the higher the engine speed Ne, the lower the filter outlet pressure Po, and the fuel pump is fully discharged ( (Solid line), the filter outlet pressure Po does not decrease. That is, the filter outlet pressure Po greatly varies depending on the discharge amount Vp of the fuel pump. Further, in the third determination region R3 where the engine speed Ne is higher than the second determination region R2, the change in the filter outlet pressure Po due to the discharge amount of the fuel pump is small, and the filter outlet increases as the clogging of the fuel filter progresses. The pressure Po decreases.
また、第２の判定領域Ｒ２よりもエンジン回転数Ｎｅが高い第３の判定領域Ｒ３では、フィルタ出口圧力Ｐｏは、燃料ポンプの吐出量Ｖｐによる変動が少なく、エンジン回転数Ｎｅの影響を受けて特性が変化する。 Further, in the third determination region R3 where the engine speed Ne is higher than the second determination region R2, the filter outlet pressure Po is less affected by the fuel pump discharge amount Vp, and is affected by the engine speed Ne. The characteristic changes.
なお、ここでは、エンジン回転数は燃料を燃料噴射圧力以上に高める燃料昇圧ポンプ（高圧ポンプ）の回転数に関係し、通常のエンジンの制御に用いられているので、燃料昇圧ポンプの回転数の代わりにエンジン回転数を用いている。 Here, the engine speed is related to the speed of a fuel boost pump (high pressure pump) that raises the fuel to a level higher than the fuel injection pressure, and is used for normal engine control. The engine speed is used instead.
本発明は、上記の状況を鑑みてなされたものであり、その目的は、内燃機関の燃料配管に設けた燃料フィルタの目詰まり寿命を、燃料フィルタの下流側に設けた１個の圧力センサの検出圧力により、正確に判定することができる内燃機関の燃料フィルタの目詰まり寿命判定方法及びこれを用いる内燃機関を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above situation, and an object of the present invention is to provide a clogging life of a fuel filter provided in a fuel pipe of an internal combustion engine and a pressure sensor provided on the downstream side of the fuel filter. An object of the present invention is to provide a method for determining the clogging life of a fuel filter of an internal combustion engine that can be accurately determined by a detected pressure, and an internal combustion engine using the same.
上記の目的を達成するための本発明の内燃機関の燃料フィルタの目詰まり寿命判定方法は、燃料タンクから燃料噴射ノズルに燃料を供給する燃料配管に設けた燃料フィルタの目詰まり寿命の判定で、前記燃料フィルタの下流側に配置された圧力センサの検出圧力が、予め設定された目詰まり寿命判定閾値以下になった時に、前記燃料フィルタが目詰まり寿命に到達したと判定する制御装置を備えた内燃機関の燃料フィルタの目詰まり寿命判定方法において、エンジン回転数が予め設定した第１エンジン回転数以下の場合は、目詰まり寿命の判定を行わず、エンジン回転数が予め設定した前記第１エンジン回転数よりも大きい場合は、前記目詰まり寿命判定閾値をエンジン回転数と燃料昇圧ポンプの吐出量に基づいて算出して、目詰まり寿命の判定を行うことを特徴とする方法である。 A method for determining the clogging life of a fuel filter of an internal combustion engine according to the present invention for achieving the above object is to determine the clogging life of a fuel filter provided in a fuel pipe for supplying fuel from a fuel tank to a fuel injection nozzle. And a control device that determines that the fuel filter has reached the clogging life when a detected pressure of a pressure sensor disposed on the downstream side of the fuel filter is equal to or less than a preset clogging life determination threshold value. In the method for determining a clogging life of a fuel filter of an internal combustion engine, when the engine speed is equal to or lower than a preset first engine speed, the clogging life is not determined, and the first engine having a preset engine speed is determined. If the engine speed is greater than the engine speed, the clogging life determination threshold value is calculated based on the engine speed and the discharge amount of the fuel booster pump. A method characterized in that the constant.
この方法によれば、燃料フィルタの前後の差圧によらず、燃料フィルタの下流側の１個の圧力センサで行うので、目詰まり寿命判定のためのシステムを単純化することができる。また、エンジンの回転数により、目詰まり寿命の判定基準である目詰まり寿命判定閾値を算出するので、目詰まり寿命の判定のアルゴリズムが比較的単純なものになると共に、正確に目詰まり寿命を判定できるようになる。 According to this method, since it is performed by one pressure sensor on the downstream side of the fuel filter regardless of the differential pressure before and after the fuel filter, the system for determining the clogging life can be simplified. In addition, the clogging life judgment threshold, which is the criteria for clogging life, is calculated based on the engine speed, so the clogging life judgment algorithm is relatively simple and the clogging life is accurately determined. become able to.
上記の内燃機関の燃料フィルタの目詰まり寿命判定方法において、エンジン回転数が予め設定した前記第１エンジン回転数よりも大きく、予め設定した第２エンジン回転数以下の場合は、エンジン回転数と燃料昇圧ポンプの吐出量に基づいて算出した前記目詰まり寿命判定閾値を総給油燃料の増加に従って大きくする補正を行う。 In the method for determining the clogging life of the fuel filter of the internal combustion engine, when the engine speed is larger than the preset first engine speed and not more than the preset second engine speed, the engine speed and fuel Correction is performed to increase the clogging life determination threshold calculated based on the discharge amount of the booster pump as the total fuel supply fuel increases.
この方法によれば、燃料昇圧ポンプの吐出量が大きく変動するようなエンジンの運転状態であっても総給油燃料の増加に伴って目詰まり寿命判定閾値を大きくしていくので、正確に目詰まり寿命であるか否かの判定を行うことができるようになる。 According to this method, the clogging life determination threshold value is increased with the increase in the total fuel supply even in an engine operating state in which the discharge amount of the fuel boost pump greatly fluctuates. It becomes possible to determine whether or not the lifetime is reached.
上記の内燃機関の燃料フィルタの目詰まり寿命判定方法において、前記目詰まり寿命の判定で、前記燃料フィルタが目詰まり寿命に到達したとの判定を行った後に、前記圧力センサの検出圧力が、前記目詰まり寿命判定閾値よりも大きい予め設定したフィルタ交換判定閾値以上になった場合に、前記総給油燃料の値をリセットするように構成する。 In the method for determining the clogging life of the fuel filter of the internal combustion engine, after determining that the fuel filter has reached the clogging life in the clogging life determination, the detected pressure of the pressure sensor is When the predetermined filter replacement determination threshold value that is larger than the clogging life determination threshold value is reached, the total fuel supply value is reset.
この構成によれば、燃料フィルタが目詰まり寿命に到達しているとの判定を行った後でも、燃料フィルタが交換されて、フィルタ出口圧力が復帰したことを確認してから、自動的に積算燃料量の値をリセットすることになるので、リセット作業が不要になるとともに、リセット忘れによる目詰まり寿命の誤判定を防止できる。 According to this configuration, even after determining that the fuel filter has reached the clogging life, it is automatically integrated after confirming that the fuel filter has been replaced and the filter outlet pressure has been restored. Since the value of the fuel amount is reset, it is not necessary to perform the resetting operation and it is possible to prevent erroneous determination of the clogging life due to forgetting to reset.
上記の内燃機関の燃料フィルタの目詰まり寿命判定方法において、前記エンジン回転数の代わりに、燃料供給ポンプ回転数を用いるように構成する。この構成によれば、燃料噴射ノズルにおける燃料噴射量、即ち、燃料フィルタを通過する燃料量に密接な関係を持つ燃料供給ポンプの回転数を、このエンジン回転数の代わりに用いるので、より目詰まり寿命判定の精度を向上することができる。なお、エンジン回転数を用いる場合は、通常のエンジン運転制御でエンジン回転数が用いられているので、新たに燃料供給ポンプの回転数を検出したり、制御に組み入れたりする必要がない。 In the method for determining the clogging life of the fuel filter of the internal combustion engine, the fuel supply pump rotational speed is used instead of the engine rotational speed. According to this configuration, the fuel injection amount at the fuel injection nozzle, that is, the rotation speed of the fuel supply pump that is closely related to the fuel volume that passes through the fuel filter is used instead of the engine rotation speed, so that the clogging is further performed. The accuracy of life determination can be improved. When the engine speed is used, it is not necessary to newly detect the speed of the fuel supply pump or incorporate it into the control because the engine speed is used in normal engine operation control.
上記の目的を達成するための本発明の内燃機関は、燃料タンクから燃料噴射ノズルに燃料を供給する燃料配管に設けた燃料フィルタの目詰まり寿命の判定で、前記燃料フィルタの下流側に配置された圧力センサの検出圧力が、予め設定された目詰まり寿命判定閾値以下になった時に、前記燃料フィルタが目詰まり寿命に到達したと判定する制御装置を備えた内燃機関において、前記制御装置が、エンジン回転数が予め設定した第１エンジン回転数以下の場合は、目詰まり寿命の判定を行わず、エンジン回転数が予め設定した前記第１エンジン回転数よりも大きい場合は、前記目詰まり寿命判定閾値をエンジン回転数と燃料昇圧ポンプの吐出量に基づいて算出して、目詰まり寿命の判定を行うように構成される。 In order to achieve the above object, an internal combustion engine of the present invention is arranged downstream of the fuel filter in determining the clogging life of a fuel filter provided in a fuel pipe for supplying fuel from a fuel tank to a fuel injection nozzle. In the internal combustion engine provided with a control device that determines that the fuel filter has reached the clogging life when the detected pressure of the pressure sensor is equal to or less than a preset clogging life determination threshold, the control device includes: When the engine speed is equal to or lower than the preset first engine speed, the clogging life is not determined. When the engine speed is greater than the preset first engine speed, the clogging life is determined. The threshold value is calculated based on the engine speed and the discharge amount of the fuel booster pump, and the clogging life is determined.
また、上記の内燃機関において、前記制御装置が、エンジン回転数が予め設定した前記第１エンジン回転数よりも大きく、予め設定した第２エンジン回転数以下の場合は、エンジン回転数と燃料昇圧ポンプの吐出量に基づいて算出した前記目詰まり寿命判定閾値を総給油燃料の増加に従って大きくする補正を行うように構成される。 In the above internal combustion engine, when the engine speed is larger than the first engine speed set in advance and equal to or lower than the second engine speed set in advance, the engine speed and the fuel boost pump The clogging life determination threshold value calculated based on the discharge amount is increased so as to increase as the total fuel supply fuel increases.
また、上記の内燃機関において、前記制御装置が、前記目詰まり寿命の判定で、前記燃料フィルタが目詰まり寿命に到達したとの判定を行った後に、前記圧力センサの検出圧力が、前記目詰まり寿命判定閾値よりも大きい予め設定したフィルタ交換判定閾値以上になった場合に、前記総給油燃料の値をリセットするように構成される。 In the internal combustion engine, after the control device determines that the fuel filter has reached the clogging life in the clogging life determination, the detected pressure of the pressure sensor is changed to the clogging life. It is configured to reset the value of the total fuel supply fuel when a predetermined filter replacement determination threshold value that is larger than the life determination threshold value is reached.
また、上記の内燃機関において、前記エンジン回転数の代わりに、燃料供給ポンプ回転数を用いるように構成する。 Further, the internal combustion engine is configured to use a fuel supply pump rotational speed instead of the engine rotational speed.
これらの内燃機関によれば、上記の内燃機関の燃料フィルタの目詰まり寿命判定方法を実施することができ、同様の作用効果を奏することができる。 According to these internal combustion engines, the method for determining the clogging life of the fuel filter of the internal combustion engine described above can be implemented, and the same effects can be achieved.
本発明に係る内燃機関の燃料フィルタの目詰まり寿命判定方法及びこれを用いる内燃機関によれば、内燃機関の燃料配管に設けた燃料フィルタの目詰まり寿命の判定において、エンジン回転数により、目詰まり寿命判定閾値の算出方法を変化させ、予め設定した範囲では、目詰まり寿命判定閾値を、エンジン回転数だけでなく、燃料昇圧ポンプの吐出量も用いて算出しているので、燃料フィルタの下流側に設けた１個の圧力センサの検出圧力でも、燃料フィルタの目詰まり寿命を正確に判定することができる。従って、燃料フィルタの目詰まり状態を正確に判定して、警告灯等で使用者に告知することにより、燃料フィルタが寿命になるまで使用できるようになる。 According to the fuel filter clogging life determination method and the internal combustion engine using the same according to the present invention, the clogging life of the fuel filter provided in the fuel pipe of the internal combustion engine is determined depending on the engine speed. By changing the calculation method of the life judgment threshold value, the clogging life judgment threshold value is calculated using not only the engine speed but also the discharge amount of the fuel boost pump in the preset range. The clogging life of the fuel filter can be accurately determined even with the pressure detected by one pressure sensor provided in the fuel filter. Therefore, it is possible to use the fuel filter until it reaches the end of its life by accurately determining the clogged state of the fuel filter and notifying the user with a warning light or the like.
以下、本発明に係る実施の形態の内燃機関の燃料フィルタの目詰まり寿命判定方法及びこれを用いる内燃機関について、図面を参照しながら説明する。図１に、本発明の実施の形態の内燃機関の燃料ライン及び燃料フィルタの目詰まり寿命判定システム１０の構成を示す。
Hereinafter, a method for determining a clogging life of a fuel filter of an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention and an internal combustion engine using the same will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a configuration of a fuel line and fuel filter clogging
図１に示すように、内燃機関の燃料ラインは、燃料配管１１で、燃料タンク１２と燃料噴射ノズル（インジェクタ）１８とを連結するラインであり、燃料配管１１に、燃料タンク１２側から順に、燃料供給ポンプ（フィードポンプ）１３、燃料フィルタ１４、圧力センサ１５、燃料昇圧ポンプ（高圧ポンプ）１６、コモンレール１７が配置されている。
As shown in FIG. 1, the fuel line of the internal combustion engine is a line that connects a
圧力センサ１５で検出された圧力信号は内燃機関の運転を制御するＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）と呼ばれる制御装置２０に入力される。この制御装置２０に組み込まれた目詰まり寿命判定手段により、この圧力信号から得られる検出圧力Ｐｆがフィルタ目詰まり寿命判定閾値Ｐｃ１と比較され、燃料フィルタ１４の目詰まり寿命の判定が行われる。この判定で燃料フィルタ１４が目詰まり寿命に到達しているとの判定が下された場合には、警告用信号を出力しメータパネル２１で警告灯２１ａを点滅させる等して、燃料フィルタ１４が目詰まり寿命となったことを使用者（ドライバー）に警告する。なお、制御装置２０は噴射指示信号を出力して、シリンダ内に設けられた燃料噴射ノズル１８における燃料噴射を制御する。
The pressure signal detected by the
次に、制御装置２０に組み込まれた目詰まり寿命判定手段の目詰まり寿命判定方法について、図２〜図４を参照しながら説明する。
Next, a clogging life determination method of the clogging life determination means incorporated in the
図２〜図４では、エンジン回転数Ｎｅ（横軸）をベースに、フィルタ出口圧力Ｐｏ（縦軸）を示し、このフィルタ出口圧力Ｐｏが燃料昇圧ポンプ１６の吐出量Ｖｐと目詰まりの影響を受けて変化することを、４つの線で示している。Ｐｏ１で示す細い点線は、無吐出時でかつ新品時を示し、Ｐｏ２で示す細い実線は、全吐出でかつ新品時を示す。また、Ｐｏ３で示す太い点線は、無吐出時でかつ目詰まり寿命時を示し、Ｐｏ４で示す細い実線は、全吐出でかつ目詰まり寿命時を示す。
2 to 4, the filter outlet pressure Po (vertical axis) is shown based on the engine speed Ne (horizontal axis). The filter outlet pressure Po affects the discharge amount Vp of the
なお、この図２〜図４では、第１の判定領域Ｒ１と第３の判定領域Ｒ３において、実際にはＰｏ１とＰｏ２．Ｐｏ３とＰｏ４とが略重なるが、分かり易くするため、その差を大きく拡大して模式的に示してある。また、第２の判定領域Ｒ２におけるＰｏ３とＰｏ４についても同様である。 2 to 4, actually, in the first determination region R1 and the third determination region R3, Po1 and Po2. Po3 and Po4 substantially overlap each other, but for the sake of clarity, the difference is schematically enlarged and shown schematically. The same applies to Po3 and Po4 in the second determination region R2.
この目詰まり寿命判定方法では、図２及び図３に示すように、エンジン回転数Ｎｅにより、内燃機関の運転領域を目詰まり寿命判定用の第１〜第３の判定領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３に分ける。エンジン回転数Ｎｅが予め設定した第１エンジン回転数Ｎｅ１以下の場合は、第１の判定領域Ｒ１とする。また、エンジン回転数Ｎｅが予め設定した第１エンジン回転数Ｎｅ１よりも大きく、予め設定した第２エンジン回転数Ｎｅ２以下の場合は、第２の判定領域Ｒ２とする。更に、エンジン回転数Ｎｅが第２エンジン回転数Ｎｅよりも大きい場合には、第３の判定領域Ｒ３とする。 In this clogging life determination method, as shown in FIGS. 2 and 3, the operating range of the internal combustion engine is changed to the first to third determination regions R1, R2, and R3 for clogging life determination based on the engine speed Ne. Divide. When the engine speed Ne is equal to or lower than the first engine speed Ne1 set in advance, the first determination region R1 is set. Further, when the engine speed Ne is larger than the preset first engine speed Ne1 and is equal to or less than the preset second engine speed Ne2, the second determination region R2 is set. Further, when the engine speed Ne is larger than the second engine speed Ne, the third determination region R3 is set.
次に、目詰まり寿命判定を行おうとしている時の内燃機関の運転領域が、エンジン回転数Ｎｅにより、第１の判定領域Ｒ１にあると判定されたときには、燃料フィルタ１４が目詰まりしても検出圧力Ｐｆは変わらず、目詰まり寿命判定をすることができないので、目詰まり寿命の判定を行わずに、内燃機関の運転領域が第２の判定領域Ｒ２又は第３の判定領域Ｒ３に入るのを待つ。
Next, when it is determined that the operating region of the internal combustion engine when the clogging life determination is to be performed is in the first determination region R1 based on the engine speed Ne, the
また、内燃機関の運転領域が、エンジン回転数Ｎｅにより、第２の判定領域Ｒ２にあると判定されたときには、目詰まり寿命判定閾値Ｐｃ１をエンジン回転数Ｎｅと燃料昇圧ポンプの吐出量Ｖｐに基づいて算出し、この目詰まり寿命判定閾値Ｐｃ１を総給油燃料（総燃料噴射量：積算燃料流量）Ｑｓに従って補正して、目詰まり寿命の判定を行う。この目詰まり寿命の判定では、圧力センサ１５で検出された検出圧力Ｐｆが、目詰まり寿命判定閾値Ｐｃ１以下（Ｐｆ≦Ｐｃ１）の場合に目詰まり寿命であると判定し、その他（Ｐｆ＞Ｐｃ１）の場合は目詰まり寿命ではないと判定する。
When it is determined that the operating region of the internal combustion engine is in the second determination region R2 based on the engine speed Ne, the clogging life determination threshold value Pc1 is based on the engine speed Ne and the discharge amount Vp of the fuel booster pump. The clogging life determination threshold value Pc1 is corrected in accordance with the total fuel supply (total fuel injection amount: integrated fuel flow rate) Qs to determine the clogging life. In this clogging life determination, when the detected pressure Pf detected by the
この判定を行う理由について説明する。この第２の判定領域２では、図２に示すように、フィルタ出口圧力Ｐｏは、ポンプ吐出量Ｖｐ、エンジン回転数Ｎｅによって変化の仕方が異なる。燃料フィルタ１４が目詰まり寿命の場合では、燃料昇圧ポンプ１６が無吐出、即ち、ポンプ吐出量Ｖｐがゼロのときには（点線）、エンジン回転数Ｎｅが高回転であるほどフィルタ出口圧力Ｐｏが低下し、燃料昇圧ポンプ１６が全吐出、即ち、ポンプ吐出量Ｖｐが全量であるときには（実線）、フィルタ出口圧力Ｐｏは低下しない。つまり、燃料昇圧ポンプ１６の吐出量Ｖｐによってフィルタ出口圧力Ｐｏの低下量が大きく変動する。
The reason for making this determination will be described. In the second determination region 2, as shown in FIG. 2, the way in which the filter outlet pressure Po changes varies depending on the pump discharge amount Vp and the engine speed Ne. When the
従って、図３に示すように、フィルタ目詰まり寿命時のフィルタ出口圧力（図２の太線）Ｐｏ３、Ｐｏ４と燃料昇圧ポンプ１６の吐出量Ｖｐを考慮して、目詰まり寿命判定閾値Ｐｃ１を算出し、それ以下に検出圧力Ｐｆが低下した場合、燃料フィルタ１４は目詰まり寿命に達したと判定する。
Therefore, as shown in FIG. 3, the clogging life judgment threshold value Pc1 is calculated in consideration of the filter outlet pressures (thick lines in FIG. 2) Po3 and Po4 at the filter clogging life and the discharge amount Vp of the
但し、この第２の判定領域Ｒ２では、燃料昇圧ポンプ１６の吐出量Ｖｐによりフィルタ出口圧力Ｐｏが大きく変化するため、燃料ポンプ１４の吐出量Ｖｐが大きく変動する運転時等では、燃料フィルタ１４が新品の時（太線）であっても、吐出量Ｖｐによってフィルタ出口圧力Ｐｏが低下するため、目詰まり寿命に達したと判定されてしまう可能性があるので、これを回避するため、図３に示すように、燃料フィルタ１４を通過した燃料量（燃料噴射量）Ｑを積算した総給油燃料Ｑｓに従って、目詰まり寿命判定閾値Ｐｃ１の値を大きくする補正を行う。
However, in the second determination region R2, the filter outlet pressure Po greatly varies depending on the discharge amount Vp of the
つまり、燃料フィルタ１４に捕捉される物には、エンジン内で発生した異物も存在するが、大部分は給油燃料に含まれるものであるので、燃料フィルタ１４を新品に交換した後に、供給される燃料量、言い換えれば、燃料フィルタ１４がろ過する燃料の総量（積算燃料流量、総燃料噴射量）である総給油燃料Ｑｓが増えるほど目詰まりが進行すると考えられる。従って、総給油燃料Ｑｓが増加するほど目詰まり寿命に到達していると判定し易くなるように、総給油燃料Ｑｓの増加につれて目詰まり寿命判定閾値Ｐｃ１の値が大きくなるように、目詰まり寿命判定閾値Ｐｃ１を補正する。
In other words, foreign matter generated in the engine is also present in the thing captured by the
次に、内燃機関の運転領域が、エンジン回転数Ｎｅにより、第３の判定領域Ｒ３にあると判定されたときには、目詰まり寿命判定閾値Ｐｃ１をエンジン回転数Ｎｅと燃料昇圧ポンプ１６の吐出量Ｖｐに基づいて算出して、目詰まり寿命の判定を行う。この目詰まり寿命の判定では、圧力センサ１５で検出された検出圧力Ｐｆが、目詰まり寿命判定閾値Ｐｃ以下（Ｐｆ≦Ｐｃ１）の場合に目詰まり寿命であると判定し、その他（Ｐｆ＞Ｐｃ１）の場合は、目詰まり寿命ではないと判定する。
Next, when it is determined that the operation region of the internal combustion engine is in the third determination region R3 based on the engine speed Ne, the clogging life determination threshold value Pc1 is set to the engine speed Ne and the discharge amount Vp of the
この第３の判定領域Ｒ３では、燃料フィルタ１４が目詰まりするとフィルタ出口圧力Ｐｏが低下する。この第３の判定領域Ｒ３では、燃料昇圧ポンプ１６の吐出量Ｖｐによるフィルタ出口圧力Ｐｏの影響が少なく、吐出量Ｖｐの変化によるフィルタ出口圧力Ｐｏの変化は小さい。そのため、燃料フィルタ１４の目詰まり寿命時のフィルタ出口圧力（図２の細線）Ｐｏ３、Ｐｏ４に合わせ、目詰まり寿命判定閾値Ｐｃ１を設定し（太線）、これに基づいて算出する。
In the third determination region R3, when the
これらの目詰まり寿命判定で、燃料フィルタ１４の状態が目詰まり寿命であると判定された場合には、図１に示すように、制御装置２０からメータパネル２１に警告用の信号を出力し、警告灯２１ａを点滅させる等して、使用者に対して、燃料フィルタ１４が目詰まり寿命に到達しており、交換が必要であるとの警告を行う。
In these clogging life determinations, when it is determined that the state of the
そして、使用者等により燃料フィルタ１４の交換が行われた場合には、第２の判定領域Ｒ２の目詰まり寿命判定閾値Ｐｃ１の補正で使用されている総給油燃料Ｑｓをリセットする必要がある。そのため、交換後には、フィルタ出口圧力Ｐｏが新品時の圧力Ｐｏ１〜Ｐｏ２に復帰するので、燃料フィルタ１４の交換後のフィルタ目詰まり寿命判定後に、検出圧力Ｐｆのチェックを行う。
When the
この場合には、図４に示すような新品時の圧力Ｐｏ１〜Ｐｏ２に合わせて、エンジン回転数Ｎｅと燃料昇圧ポンプ１６の吐出量Ｖｐに対してフィルタ交換判定閾値Ｐｃ２を予め設定しておく。この設定データから、そのエンジン回転数Ｎｅと燃料昇圧ポンプ１６の吐出量Ｖｐに基づいてフィルタ交換判定閾値Ｐｃ２を算出して、検出圧力Ｐｆがこの算出されたフィルタ交換判定閾値Ｐｃ２以上に上昇している（Ｐｆ≧Ｐｃ２）場合には、フィルタ交換されたと判定し、総給油燃料Ｑｓをゼロにしてリセットする。その他（Ｐｆ＜Ｐｃ２）の場合には、リセットしない。
In this case, the filter replacement determination threshold value Pc2 is set in advance for the engine speed Ne and the discharge amount Vp of the
このフィルタ交換判定閾値Ｐｃ２の設定は、エンジン回転数Ｎｅにより、２つの第１〜第２の判定領域Ｒ１ａ、Ｒ２ａに分けて行う。 The filter replacement determination threshold value Pc2 is set in two first to second determination regions R1a and R2a according to the engine speed Ne.
これらの一連の判定のプロセスを図５にロジック回路で示す。Ｓ１では、目詰まり寿命判定の精度を向上させるため、燃料フィルタ１４を通過した燃料流量である総給油燃料Ｑｓを燃料噴射量Ｑの積算で算出する。
A series of determination processes is shown by a logic circuit in FIG. In S1, in order to improve the accuracy of the clogging life determination, the total refueling fuel Qs that is the fuel flow rate that has passed through the
Ｓ２では、エンジン回転数Ｎｅと燃料ポンプ１４の吐出量Ｖｐによって、フィルタ出口圧力Ｐｏが変化するため、エンジン回転数Ｎｅ等から、予め設定したデータマップ等を参照して、目詰まり寿命判定閾値Ｐｃ１を算出する。なお、このＳ２では、エンジンの運転領域が第２の判定領域Ｒ２にある場合には、エンジン回転数Ｎｅと燃料昇圧ポンプの吐出量Ｖｐに基づいて算出した目詰まり寿命判定閾値Ｐｃ１の値を、Ｓ１で算出した総給油燃料Ｑｓが増加するに従って徐々に上げていく補正を行う。
In S2, since the filter outlet pressure Po changes depending on the engine speed Ne and the discharge amount Vp of the
Ｓ３では、検出圧力Ｐｆが目詰まり寿命判定閾値Ｐｃ１以下に下がった場合に（ＹＥＳ：Ｐｆ≦Ｐｃ１）、燃料フィルタ１４が目詰まり寿命まで達したと判定し、Ｓ４及びＳ５に行く。Ｓ４では、この目詰まり寿命であるとの判定を受けて、メータパネル２１に警告灯２１ａを点灯させる信号を出力する。使用者はこの警告を受けて燃料フィルタ１４を交換する。また、Ｓ３で、検出圧力Ｐｆが目詰まり寿命判定閾値Ｐｃ１より大きい場合には（ＮＯ：Ｐｆ＞Ｐｃ１）、燃料フィルタ１４が目詰まり寿命まで達していないと判定し、Ｓ２に行く。
In S3, when the detected pressure Pf falls below the clogging life determination threshold value Pc1 (YES: Pf ≦ Pc1), it is determined that the
Ｓ５では、フィルタ交換後は総給油燃料Ｑｓをリセットする必要があるため、フィルタ交換判定閾値Ｐｃ２を算出する。この後、Ｓ６に行き、検出圧力Ｐｆがフィルタ交換判定閾値Ｐｃ２以上に上がった場合に（ＹＥＳ：Ｐｆ≧Ｐｃ２）、フィルタが交換されたと判定し、Ｓ７で総給油燃料Ｑｓのリセットを自動で行う。その後、Ｓ２に戻る。また、検出圧力Ｐｆがフィルタ交換判定閾値Ｐｃ２よりも小さい場合には（ＮＯ：Ｐｆ＜Ｐｃ２）、フィルタが交換されていないと判定し、そのままＳ２に戻る。なお、この場合には、Ｓ４の警告灯２１ａを点灯させる信号がフィルタ交換がなされるまで、繰り返し出力されることになる。
In S5, since it is necessary to reset the total fuel supply fuel Qs after the filter replacement, the filter replacement determination threshold value Pc2 is calculated. Thereafter, the process goes to S6, and when the detected pressure Pf rises above the filter replacement determination threshold value Pc2 (YES: Pf ≧ Pc2), it is determined that the filter has been replaced, and the total fuel supply Qs is automatically reset in S7. . Thereafter, the process returns to S2. If the detected pressure Pf is smaller than the filter replacement determination threshold value Pc2 (NO: Pf <Pc2), it is determined that the filter has not been replaced, and the process returns to S2. In this case, the signal for turning on the
なお、上記の説明では、エンジン回転数Ｎｅを使用して、エンジンの運転領域を区分したり、このエンジン回転数Ｎｅに基づいて、目詰まり寿命判定閾値Ｐｃ１とフィルタ交換判定閾値Ｐｃ２を算出したりしているが、フィルタ出口圧力に密接な関係を持つ燃料供給ポンプ（フィードポンプ）１３の回転数を、このエンジン回転数Ｎｅの代わりに用いることもできる。 In the above description, the engine rotation speed Ne is used to classify the engine operating range, and the clogging life determination threshold value Pc1 and the filter replacement determination threshold value Pc2 are calculated based on the engine rotation speed Ne. However, the rotational speed of the fuel supply pump (feed pump) 13 that is closely related to the filter outlet pressure can be used instead of the engine rotational speed Ne.
上記の内燃機関の燃料フィルタの目詰まり寿命判定方法及びこれを用いる内燃機関によれば、内燃機関の燃料配管１１に設けた燃料フィルタ１４の目詰まり寿命の判定において、エンジン回転数Ｎｅにより、目詰まり寿命判定閾値Ｐｃ１の算出方法を変化させているので、燃料フィルタ１４の下流側に設けた１個の圧力センサ１５の検出圧力Ｐｆでも、燃料フィルタ１４の目詰まり寿命を正確に判定することができる。従って、燃料フィルタ１４の目詰まり状態を正確に判定して、警告灯２１ａ等で使用者に告知することにより、燃料フィルタ１４を寿命が来るまで使用できるようになる。
According to the method for determining the clogging life of the fuel filter of the internal combustion engine and the internal combustion engine using the same, in the determination of the clogging life of the
１０ 燃料ライン
１１ 燃料配管
１２ 燃料タンク
１３ 燃料供給ポンプ（フィードポンプ）
１４ 燃料フィルタ
１５ 圧力センサ
１６ 燃料昇圧ポンプ
１７ コモンレール
１８ 燃料噴射ノズル（インジェクタ）
２０ 制御装置（ＥＣＵ）
10
14
20 control unit (ECU)
Claims (8)
エンジン回転数が予め設定した第１エンジン回転数以下の場合は、目詰まり寿命の判定を行わず、エンジン回転数が予め設定した前記第１エンジン回転数よりも大きい場合は、前記目詰まり寿命判定閾値をエンジン回転数と燃料昇圧ポンプの吐出量に基づいて算出して、目詰まり寿命の判定を行うことを特徴とする内燃機関の燃料フィルタの目詰まり寿命判定方法。 In the determination of the clogging life of the fuel filter provided in the fuel pipe for supplying fuel from the fuel tank to the fuel injection nozzle, the pressure detected by the pressure sensor arranged on the downstream side of the fuel filter is set to the clogging life set in advance. In a method for determining a clogging life of a fuel filter of an internal combustion engine, comprising a control device that determines that the fuel filter has reached a clogging life when the fuel filter is below a determination threshold,
When the engine speed is equal to or lower than the preset first engine speed, the clogging life is not determined. When the engine speed is greater than the preset first engine speed, the clogging life is determined. A method for determining a clogging life of a fuel filter of an internal combustion engine, wherein a threshold value is calculated based on an engine speed and a discharge amount of a fuel boost pump to determine a clogging life.
前記制御装置が、エンジン回転数が予め設定した第１エンジン回転数以下の場合は、目詰まり寿命の判定を行わず、エンジン回転数が予め設定した前記第１エンジン回転数よりも大きい場合は、前記目詰まり寿命判定閾値をエンジン回転数と燃料昇圧ポンプの吐出量に基づいて算出して、目詰まり寿命の判定を行うことを特徴とする内燃機関。 In the determination of the clogging life of the fuel filter provided in the fuel pipe for supplying fuel from the fuel tank to the fuel injection nozzle, the pressure detected by the pressure sensor arranged on the downstream side of the fuel filter is set to the clogging life set in advance. In an internal combustion engine provided with a control device for determining that the fuel filter has reached the clogging life when the determination threshold value or less is reached,
When the engine speed is equal to or lower than the first engine speed set in advance, the clogging life is not determined, and when the engine speed is higher than the first engine speed set in advance, An internal combustion engine characterized in that the clogging life determination threshold value is calculated based on an engine speed and a discharge amount of a fuel boost pump to determine a clogging life.
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